遗传与变异的思维导图
《遗传与变异的思维导图》
一、遗传的物质基础：DNA
1. DNA的结构
- 1.1 基本单位：脱氧核苷酸
- 1.1.1 磷酸基团
- 1.1.2 脱氧核糖
- 1.1.3 含氮碱基 (A, T, C, G)
- 1.2 双螺旋结构
- 1.2.1 双链反向平行
- 1.2.2 磷酸和脱氧核糖交替连接构成骨架
- 1.2.3 碱基互补配对原则：A-T, C-G
- 1.3 DNA的功能
2. 染色体
- 2.1 成分：DNA + 蛋白质
- 2.2 存在形式
- 2.2.1 细胞核内（真核生物）
- 2.2.2 拟核/细胞质（原核生物）
- 2.3 数量
- 2.3.1 体细胞中成对存在
- 2.3.2 生殖细胞中单倍体
3. 基因
- 3.1 定义：具有遗传效应的DNA片段
- 3.2 组成：编码区 + 非编码区
- 3.2.1 编码区：含有编码蛋白质的序列
- 3.2.2 非编码区：调控基因表达
- 3.3 功能：控制生物性状
- 3.3.1 直接控制：蛋白质直接决定性状 (例如：结构蛋白)
- 3.3.2 间接控制：通过酶影响代谢过程 (例如：色素合成)
二、遗传的规律
1. 孟德尔遗传定律
- 1.1 分离定律
- 1.1.1 内容：等位基因在减数分裂时分离，分别进入不同的配子。
- 1.1.2 本质：减数分裂后期，同源染色体上的等位基因分离。
- 1.1.3 适用条件：一对相对性状，位于一对同源染色体上，不考虑基因突变。
- 1.1.4 验证方法：测交
- 1.2 自由组合定律
- 1.2.1 内容：位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
- 1.2.2 本质：减数分裂后期，非同源染色体上的非等位基因自由组合。
- 1.2.3 适用条件：多对相对性状，位于多对同源染色体上，不考虑基因突变，基因之间不存在连锁。
- 1.2.4 基因型推断，表现型比例计算。
2. 伴性遗传
- 2.1 定义：与性染色体相关的遗传
- 2.2 X染色体上的遗传
- 2.2.1 红绿色盲，血友病
- 2.2.2 遗传特点：男性患者多于女性，交叉遗传。
- 2.3 Y染色体上的遗传
- 2.3.1 仅在男性中出现
- 2.3.2 父传子，子传孙
- 2.4 性别决定
- 2.4.1 XY型 (哺乳动物，果蝇)
- 2.4.2 ZW型 (鸟类，蝴蝶)
3. 基因连锁与交换
- 3.1 基因连锁
- 3.1.1 定义：位于同一染色体上的多个基因倾向于一起遗传。
- 3.1.2 连锁群：位于同一染色体上的所有基因。
- 3.2 基因交换（互换）
- 3.2.1 定义：减数分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体之间发生片段交换。
- 3.2.2 结果：产生重组型配子。
- 3.2.3 互换率：与两个基因之间的距离成正比。
三、变异的来源
1. 基因突变
- 1.1 定义：DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换，导致基因结构的改变。
- 1.2 特点
- 1.2.1 普遍性：发生在所有生物的所有细胞中。
- 1.2.2 随机性：发生的时间和部位不确定。
- 1.2.3 低频性：突变频率很低。
- 1.2.4 多害少利性：多数突变是有害的，少数有利。
- 1.2.5 不可逆性：一旦发生，很难恢复。
- 1.3 原因：自然因素或人为因素
- 1.4 结果：产生新的基因，是生物进化的原材料。
2. 基因重组
- 2.1 定义：在生物进行有性生殖的过程中，控制不同性状的基因重新组合。
- 2.2 类型
- 2.2.1 自由组合：非同源染色体上的非等位基因的组合。（减数第一次分裂后期）
- 2.2.2 互换重组：同源染色体非姐妹染色单体之间的交换。（减数第一次分裂前期）
- 2.3 意义：产生新的基因型，提高生物多样性。
3. 染色体变异
- 3.1 定义：染色体结构或数目的改变。
- 3.2 结构变异
- 3.2.1 缺失：染色体某一片段的丢失。
- 3.2.2 重复：染色体某一片段的重复出现。
- 3.2.3 倒位：染色体某一片段的颠倒。
- 3.2.4 易位：染色体某一片段转移到非同源染色体上。
- 3.3 数目变异
- 3.3.1 染色体组数目的增加或减少。
- 3.3.2 个别染色体的增加或减少。
- 3.4 意义：导致生物性状的改变。
四、变异的应用
1. 育种
- 1.1 诱变育种：利用基因突变
- 1.2 杂交育种：利用基因重组
- 1.3 多倍体育种：利用染色体变异
- 1.4 单倍体育种：特殊类型的杂交育种
- 1.5 基因工程育种：转基因技术
2. 医学
- 2.1 遗传病的诊断与治疗
- 2.2 基因治疗
- 2.3 疾病的易感基因检测
3. 进化
- 3.1 变异是进化的原材料
- 3.2 自然选择作用于变异，导致适应性进化
